۳۵۰۲پ
per
شناسایی بیوانفورماتیکی ژن های احتمالی درگیر در مقاومت به سرمازدگی و یخ زدگی در سیب (Malus domestica) و انگورVitis vinifera))
/ارکان کریمی
تبریز: دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی ، گروه باغبانی
، ۱۳۹۰
۱۳۵ص
چاپی
کارشناسی ارشد
باغبانی-میوه کاری
۱۳۹۰/۱۱/۱۱
تبریز: دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی ، گروه باغبانی
:تنش دمای پایین یکی از مهم ترین عوامل محیطی است که عملکرد گیاهان را محدود می نماید .شبکه وسیعی از ژن های مختلف در تنظیم تحمل گیاه به این تنش نقش ایفا می نمایند .در این تحقیق، نخست ۹۲۱ عدد از ژن های مذکور از تحقیقات و مقالات معتبر علمی استخراج گردید و سپس به منظور شناسایی ژن های مشابه با آنها در ژنوم کامل دو گیاه سیب(Malus domestica) و انگور(Vitis vinifera) ، توالی آمینو اسیدی این ژن ها در گیاه مدل آرابیدوپسیس از سایت NCBI استخراج شد و با استفاده از برنامه BLASTp با پایگاه های داده Apple Gene Set (Amino Acid) و Grape Gene Set (Amino acid) در سایت IASMA مورد مقایسه قرار گرفت .سپس بهترین انطباق های صورت پذیرفته میان ژن مورد مقایسه و ژن های مشابه با آن در دو گیاه سیب و انگور با در نظر گرفتن فاکتورهای درصد تشابه بالا، امتیاز انطباق بالا و ارزش e پایین و همچنین طول توالی شناسایی گردید و نتایج کلی به دست آمده در ۸ بازه تشابه مختلف، گروه بندی گردید و ژن های دارای همولوگ و فاقد همولوگ بر اساس معیارهای علمی در هر دو گیاه شناسایی شد .خانواده ژنیCBF ، یکی از مهمترین و کلیدی ترین خانواده های ژنی دخیل در کنترل مقاومت به سرما در گیاهان است .به منظور مطالعه جزئی تر این ژن ها و مقایسه دقیق تر آنها با ژن های مشابه در سیب و انگور، توالی پروتئینی این ژن ها، در هر سه گیاه آرابیدوپسیس، سیب و انگور به منظور یافتن دامنه های محافظت شده، خواص مختلف فیزیکوشیمیایی، نواحی درون غشایی، ساختار دوم پروتئین، نواحی با پیچیدگی کم و تکرار های متوالی، از طریق نرم افزارهای مختلف مورد آنالیز قرار گرفت و نتایج به دست آمده از این نرم افزارها برای توالی پروتئینی ژن اصلی با نتایج به دست آمده از همین نرم افزارها برای توالی های پروتئینی سیب و انگور مورد مقایسه قرار گرفت .همچنین، به منظور شناسایی نقاط عملکردی کلیدی در این ژن ها، ابتدا توالی پروتئینی ژن های همولوگ با ژن اصلی، در گیاهان مختلف از طریق BLASTp در پایگاه داده NCBI به دست آمد و پس از آن با استفاده از نرم افزارCLUSTALW (version ۱.۸۲) ، یک انطباق چندتایی بین توالی های پروتئینی این ژن ها با توالی پروتئینی ژن اصلی بعلاوه توالی های پروتئینی ژن های مشابه به دست آمده در سیب و انگور صورت پذیرفت .نهایتا، جهت بررسی روابط خویشاوندی میان توالی های انطباق یافته، درخت فیلوژنتیکی حاصل از این انطباق ترسیم گردید .:نتایج به دست آمده نشان داد که به طور کلی از ۹۲۱ ژن مورد مقایسه قرار گرفته با ژنوم سیب و انگور، ۹۷ ژن در انگور و ۱۲۴ ژن در سیب فاقد ژن همولوگ می باشند .محافظت شده ترین گروه ژنی در هر دو گیاه، گروه ژن های دخیل در انتقال پیام بود که تنها یک ژن (AT۳G۵۷۷۶۰) از ۸۱ ژن متعلق به این گروه در هر دو گیاه فاقد ژن همولوگ بود .در مقابل، بخش اعظم ژن های فاقد همولوگ در هر دو گیاه، متعلق به گروه ژن های با عملکرد ناشناخته ب.از میان ژن های مرتبط با شبکه ژنیCBF ، تمامی ژن های این گروه، در هر دو گیاه از محافظت شدگی بالا برخوردار بودند با این توضیح که درصد محافظت شدگی این ژن ها در سیب) به استثنای ژن HOS۱) بالاتر از انگور بود .در نهایت سیمای کلی ژن ها، حاکی از محافظت شدگی بالاتر ژن های مورد بررسی در سیب نسبت به انگور بود
Cold stress is a one of the major environmental factors that limits the agricultural productivity of plants. A Wide network of different genes is involved in the regulation of tolerance to this stress in plants. In this study, first, 921 of the genes probably involved in cold tolerance were selected from the literature. Then, to identify their homologus in the coterparts genomes of grape (Vitis vinifera) and apple (Malus domestica borkh.), amino acid sequences of these genes for Arabidopsis thaliana (as a plant model) were obtained from NCBI website and compared with Apple (malus domestica borkh.) Gene Set (Amino Acid) and Grape (Vitis vinifera) Gene Set (Amino acid) Databases using BLASTp tool in the IASMA website. The most similar genes to those 921 genes in grape and apple were according to the similarity percentage, consequently alignment score, e-value and the sequence length identified. The results were classified into eight different similarity groups and based on scientific criteria, the genes with and without homologues were identified in both plants. CBF gene family is one of the most important gene families involved in controlling cold resistance in plants. To perform a detailed investigation of this gene family and to compare these genes with their similar genes in apple and grape, protein sequences of the mentioned genes in the three plant - A. thaliana, M. domestica and V.vinifera- were analysed with different softwares to find protected domains, different physicochemical characteristics, intermembrane domains, low complexity regions and repeated domains. the results from Arabidopsis protein sequences, were compared to the results obtained from the grape and apple protein sequences. Also, to identify the key active sites of these genes, first, protein sequences of homologous genes in different plants were achieved using BLASTp tool in NCBI website. Using CLUSTALW (version 1.82), multiple alignment were performed protein sequences of Arabidopsis and similar protein sequences from grape and apple. Finally, to investigate family relations within aligned sequences, phylogenetic trees were drawn. The results showed that from 921 genes investigated, 97 genes in grape and 124 genes in apple did not have homologous genes. Most protected gene group in both plants was those involved in signal transduction among which only one of 81 genes did not have homologous gene in both plants. In contrary, a larg number of genes without any homolog in both plants belonged to the gene groups with unknown function.In conclusion, all assessed genes from apple had a higher conservativity than those from grape, except HOS1 wich was more conservative in grape with a homology of 81 to its Arabidopsis counterpart.
In Silico Identification
Cold Stress
Cold Induced Genes
Apple
Grape
کریمی، ارکان
مهنا، ناصر، استاد راهنما
پاشازاده، سعید، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
